Un « tsunami » d’ondes gravitationnelles découvertes dans l’espace lointain : c’est de là qu’elles proviennent

Un "tsunami" D'ondes Gravitationnelles Découvertes Dans L'espace Lointain : C'est

Grâce aux interféromètres LIGO et VIRGO, constamment mis à jour et rendus de plus en plus sensibles, les scientifiques ont capté 35 ondes gravitationnelles en seulement cinq mois, portant le nombre total à 90 depuis leur découverte fin 2015. C’est là que ces fascinantes ondulations de l’espace-temps naît.

Lors de la dernière session d’observation des ondes gravitationnelles, menée entre novembre 2019 et mars 2020, les interféromètres très avancés LIGO et VIRGO ont capté 35 nouveaux signaux. Il s’agit d’un nombre exceptionnel, le plus élevé jamais obtenu en une seule séance depuis que les scientifiques ont découvert (en septembre 2015) les premières ondes gravitationnelles. Depuis lors, après avoir constamment amélioré les outils pour traquer les ondulations de l’espace-temps, 90 ondes gravitationnelles ont été interceptées, qui aident les experts à approfondir leurs connaissances sur les phénomènes qui se produisent dans l’espace lointain.

Les 35 nouvelles ondes gravitationnelles ont été découvertes et décrites par une équipe de recherche internationale nombreuse composée de scientifiques de la collaboration scientifique LIGO, de la collaboration Virgo et de la collaboration KAGRA. Le LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) est un grand interféromètre situé aux États-Unis, le Virgo est installé en Italie (dans la commune de Cascina, dans la province de Pise), tandis que le KAGRA a été construit au Japon et est situé dans la dernière phase de test, avant de devenir pleinement opérationnel. Les deux premiers instruments ont été constamment mis à jour par les scientifiques pour permettre une enquête toujours plus approfondie et dans une zone de l’espace plus large. Lors de la prochaine session d’observation, la quatrième, qui se tiendra en 2022, les scientifiques visent à atteindre « une capacité d’observation encore plus grande, correspondant à un volume de l’univers presque 10 fois plus grand et donc une probabilité bien plus grande de capter des signaux gravitationnels ». , souligné par l’Institut national de physique et d’astronomie (INFN) dans un communiqué.

Les phénomènes détectés lors de la troisième phase d’observation ont été ajoutés au catalogue mis à jour des sources transitoires d’ondes gravitationnelles (GWTC-3) et dérivent tous d’événements extrêmes survenus dans l’espace lointain, tels que la fusion de paires de trous noirs et d’étoiles à neutrons. . Ce sont quelques-uns des événements les plus « catastrophiques » et énergétiques qui puissent se produire dans l’Univers, et c’est grâce à leur violence – capable de perturber l’espace-temps – que nos instruments les plus précis et les plus sensibles sont capables de les capturer sur Terre. La plupart de ces ondes gravitationnelles proviennent de la fusion de paires de trous noirs, tandis que quelques-unes d’entre elles proviennent de la collision entre un trou noir et une étoile à neutrons. Grâce à l’analyse des données recueillies, il est possible d’obtenir des informations précieuses sur ces mystérieux objets célestes, comme des détails sur les masses. Par exemple, il a été déterminé que l’onde gravitationnelle GW200220_061928 a été déterminée par un trou noir de 87 masses solaires qui a fusionné avec un autre de 61 masses solaires, créant un nouveau « cœur des ténèbres » de 141 masses solaires.

Dans un cas détecté en 2020 et baptisé GW200210_092254, la source secondaire de l’onde gravitationnelle reste un mystère, puisque comme le souligne l’INFN elle a des dimensions égales à 2,8 masses solaires, supérieures au maximum attendu par les modèles théoriques pour les étoiles à neutrons (égales à 2,5 masses solaires) et inférieur au minimum attendu pour les trous noirs, égal à 5 ​​masses solaires. « Je me souviens encore très bien de l’enthousiasme de tous les scientifiques lorsque nous avons écouté l’annonce publique de la découverte des ondes gravitationnelles au début de 2016. Aujourd’hui, moins de six ans plus tard, les découvertes rapportées dans le catalogue GWTC-3 ajoutent de nouvelles informations précieuses. au nouveau domaine croissant de l’astronomie des ondes gravitationnelles, et offrir une nouvelle perspective sur de nombreux aspects de l’univers, tels que, par exemple, les populations de systèmes binaires de trous noirs ou d’étoiles à neutrons », a déclaré le Dr Edoardo Milotti, membre de la Collaboration avec la Vierge et chercheur à la section Trieste de l’INFN.

« Nous commençons seulement maintenant à apprécier la merveilleuse diversité des trous noirs et des étoiles à neutrons », a fait écho l’astronome Christopher Berry de l’Université de Glasgow. « Nos derniers résultats montrent qu’ils sont disponibles dans de nombreuses tailles et combinaisons – nous avons résolu des mystères de longue date, mais nous avons également sorti de nouvelles énigmes. Grâce à ces observations, nous sommes plus près de percer les mystères de l’évolution des étoiles, les éléments constitutifs de notre Univers ». Les détails de la recherche « GWTC-3: Compact Binary Coalescences Observed by LIGO and Virgo during the Second Part of the Third Observing Run » ont été téléchargés dans la base de données en ligne ArXiv, en attente de publication dans une revue scientifique.